D類(lèi)功放原理與設(shè)計(jì).ppt

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1、D類(lèi)功放原理與設(shè)計(jì)WuYangboFacultyofinformationscience&technologyNingbouniversity2011年7月1概述能夠向負(fù)載提供足夠信號(hào)功率的放大電路稱(chēng)為功率放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)功放。功放既不是單純追求輸出高電壓，也不是單純追求輸出大電流，而是追求在電源電壓確定的情況下，輸出盡可能大的功率。功放電路的要求：Pomax大，三極管極限工作?=Pomax/PV要高失真要小1.1功率放大電路分類(lèi)電路中晶體管的工作狀態(tài)（按一個(gè)周期導(dǎo)通的角度大小劃分）乙類(lèi)（class-B）：180

2、?甲類(lèi)（class-A）：360?甲乙類(lèi)（class-AB）：>180?丙類(lèi)（class-C）：<180?丁類(lèi)（class-D）：開(kāi)關(guān)狀態(tài)工作波形OωtiC2ππ3πICA類(lèi)OωtiCB類(lèi)OωtiCAB類(lèi)ICOωtiCC類(lèi)OωtiCD類(lèi)效率低≤50%。效率≤78.5%。效率接近乙類(lèi)效率最高。1.2D類(lèi)功率放大電路D類(lèi)功放是放大元件處于開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的一種放大模式。放大元件要么處于截止?fàn)顟B(tài)，要么導(dǎo)通狀態(tài)，晶體管相當(dāng)于一個(gè)理想開(kāi)關(guān)而不消耗能量。在理想情況下，效率為100%。D類(lèi)功放的特點(diǎn)：高效；散熱小;體積?。贿m合大

3、功率放大器。優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：信號(hào)失真較為嚴(yán)重。圖1400WD類(lèi)功放模塊2D類(lèi)功放電路結(jié)構(gòu)與工作原理2.1D類(lèi)功放電路結(jié)構(gòu)(1)信號(hào)調(diào)制電路：模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬與信號(hào)幅度成正比的方波(PWM)。(2)開(kāi)關(guān)放大電路：將輸入方波進(jìn)行功率放大。(3)低通濾波電路：濾除高次諧波，將放大后的信號(hào)加到負(fù)載上。。2.2D類(lèi)功放工作原理簡(jiǎn)化的D類(lèi)功放電路結(jié)構(gòu)fs=1KHz;fT=20KHz2.3輸出PWM信號(hào)頻譜與低通濾波器(1)輸出PWM信號(hào)的頻譜fc=1KHzfc=8KHz(2)二階巴特沃斯低通濾波器3D類(lèi)功放單元電路設(shè)計(jì)3.1

4、D類(lèi)功放總體架構(gòu)3.2PWM調(diào)制電路三角波頻率：300KHz~600KHz三角波產(chǎn)生電路:專(zhuān)用芯片運(yùn)放構(gòu)成的三角波產(chǎn)生電路比較器：集成電壓比較器LM3113.2功率輸出電路(1)半橋功率輸出電路(2)全橋功率輸出電路(3)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的功率MOSFETIRF540IRF640IRF37103.4MOSFET驅(qū)動(dòng)電路通常采用專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)芯片。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有IR公司的驅(qū)動(dòng)芯片，具體型號(hào):IR2104,IR2110,IR2111……..以IR2104為例說(shuō)明使用方法。FunctionalBlockDiagramTypical

5、Connection自舉電容：鉭電解充電二極管：肖特基二極管203.5輸出濾波電路設(shè)計(jì)輸出濾波器通常選擇二階巴特沃斯LC低通濾波器。（1）半橋LC濾波器設(shè)計(jì)歸一化傳遞函數(shù)（2）全橋LC濾波器設(shè)計(jì)給定RL和fc,L、C參數(shù)表（3）實(shí)際的全橋LC濾波器這兩個(gè)小電容用來(lái)濾除高頻噪聲，取值為20%的CL。4性能分析與改善（1）（2）（3）（4）（5）功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)序誤差是輸出信號(hào)非線(xiàn)性失真的主要來(lái)源。驅(qū)動(dòng)信號(hào)的死區(qū)時(shí)間是其中最主要的因素。1、功率MOS管驅(qū)動(dòng)芯片的選擇：上升，下降時(shí)間短，死區(qū)時(shí)間較短的驅(qū)動(dòng)

6、芯片2、功率MOS管的選擇：RDSON小，Qg較小MOS管